KR20160107346A - 도광판, 면 광원 장치, 투과형 표시 장치 - Google Patents

도광판, 면 광원 장치, 투과형 표시 장치 Download PDF

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다이지로 고다마
가즈키 마츠모토
게이코 기타노
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Abstract

본 발명은, 줄무늬 형상의 얼룩 및 핫스폿의 발생을 억제할 수 있는 도광판, 면 광원 장치, 투과형 표시 장치를 제공하는 것을 과제로 한다. 도광판(13)은, 출광면(13c)에, 출광측 단위 광학 형상(135)이 도광 방향에 수직이며 도광판(13)의 두께 방향에 수직인 방향으로 복수 배열되고, 출광측 단위 광학 형상(135)은, 도광 방향으로 연장되고, 출광면(13c)으로부터 오목해지는 홈 형상으로 형성되고, 그 저부(135c)가 배면측으로 오목해지는 오목 곡면(135a)으로 형성되어 있으며, 그 배열 방향에서의 오목 곡면(135a)의 양단부에, 단부 끝부(135d)로부터 저부(135c)측으로 경사지는 경사면(135b)을 갖고 있으며, 출광측 단위 광학 형상(135)의 배열 방향에서의 폭을 W21이라 했을 때, 출광면(13c)에 대한 경사면(135b)의 최대 경사 각도 θ가 20°≤θ≤45°를 만족하고, 오목 곡면(135a)의 곡률 반경 r이, r≥W21/(4×sinθ)를 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

도광판, 면 광원 장치, 투과형 표시 장치{LIGHT-GUIDE PLATE, PLANAR LIGHT-SOURCE DEVICE, AND TRANSMISSIVE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 도광판, 면 광원 장치, 투과형 표시 장치에 관한 것이다.
종래, LCD(Liquid Crystal Display) 패널 등의 투과형 표시부를 배면으로부터 면 광원 장치(백라이트)에 의해 조명하고, 영상을 표시하는 투과형 표시 장치가 알려져 있다.
면 광원 장치는, 크게 나누어, 각종 광학 시트 등의 광학 부재의 바로 아래에 광원을 배치하는 직하형의 것과, 광학 부재의 측면측에 광원이 배치되는 에지 라이트형의 것이 있다. 이 중, 에지 라이트형 면 광원 장치는, 광원을 도광판 등의 광학 부재의 측면측에 배치하는 점에서, 직하형의 것에 비해 면 광원 장치를 보다 박형화할 수 있다는 이점을 갖고, 최근 널리 사용되고 있다.
일반적으로, 에지 라이트형 면 광원 장치에서는, 도광판의 측면인 입광면에 대면하는 위치에 광원이 배치되어 있으며, 광원이 발하는 광은, 입광면으로부터 도광판에 입사하고, 출광면과 이에 대향하는 배면에서 반사를 반복하면서, 입광면으로부터 그에 대향하는 면측으로, 입광면에 직교하는 방향(도광 방향)으로 진행한다.
그리고, 도광판의 배면에 설치된 확산 패턴이나 프리즘 형상 등에 의해 광의 진행 방향을 변화시킴으로써, 출광면의 도광 방향에 따른 각 위치로부터 조금씩 광이 LCD 패널측으로 출광되어 간다(예를 들어, 특허문헌 1).
일본 특허공개 제2012-3883호 공보
특허문헌 1의 발명은, 도광판의 출광면으로 볼록해지고, 도광 방향으로 연장되는 단위 광학 형상을 형성하고, 도광 방향에 직교하는 단면에서의 단위 광학 형상의 단면 형상을 오각 형상으로 형성함으로써, 표시면의 입광면측 근방에서의 밝기의 면 내 변동을 눈에 띄지 않게 하고 있다.
그러나, 이와 같은 단위 광학 형상이 도광판의 출광면에 형성되어 있는 경우, 도광판의 내부에서의 광의 지향성이 유지되기 쉬워지기 때문에, 광원에 사용되는 LED의 색 얼룩이나, 휘도 불균일이 기인으로 되어, 출광면의 중앙 부분에 줄무늬 형상의 얼룩이 확인되거나, 입광면측 근방에 휘도 불균일(핫스폿)이 확인되거나 해버리는 경우가 있었다.
본 발명의 과제는, 줄무늬 형상의 얼룩 및 핫스폿의 발생을 억제할 수 있는 도광판, 면 광원 장치, 투과형 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 이하와 같은 해결 수단에 의해, 상기 과제를 해결한다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위해서, 본 발명의 실시 형태에 대응하는 부호를 붙여 설명하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
청구항 1의 발명은, 광이 입사하는 입광면(13a)과, 상기 입광면에 교차하여 광이 출사하는 출광면(13c)과, 상기 출광면에 대향하는 배면(13d)을 갖고, 상기 입광면으로부터 입사한 광을 도광 방향으로 도광하면서 상기 출광면으로부터 출사하는 도광판(13)으로서, 상기 출광면에, 출광측 단위 광학 형상(135)이, 상기 도광 방향에 수직이며, 또한 상기 도광판의 두께 방향에 수직인 방향으로 복수 배열되고, 상기 출광측 단위 광학 형상은, 상기 도광 방향으로 연장되고, 상기 출광면으로부터 오목해진 홈 형상으로 형성되고, 그 저부(135c)가 상기 배면측으로 오목해지는 오목 곡면(135a)으로 형성되어 있으며, 그 배열 방향에서의 상기 오목 곡면의 양단부에, 상기 출광면으로부터 오목해지기 시작하는 단부 끝부로부터 상기 저부측으로 경사지는 경사면(135b)을 갖고 있으며, 상기 출광측 단위 광학 형상의 배열 방향에서의 폭을 W21이라 했을 때, 상기 출광면에 대한 상기 경사면의 최대 경사 각도 θ가 20°≤θ≤45°를 만족하고, 상기 오목 곡면의 곡률 반경 r이, r≥W21/(4×sinθ)를 만족하는 것을 특징으로 하는 도광판(13)이다.
청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 도광판(13)에 있어서, 상기 출광측 단위 광학 형상의 배열 방향에서의 상기 출광측 단위 광학 형상의 폭 W21에 대한 상기 오목 곡면의 폭 W22의 비율 R=W22/W21은, 50%≤R≤80%인 것을 특징으로 하는 도광판이다.
청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 도광판(13)에 있어서, 인접하는 상기 출광측 단위 광학 형상(135) 사이에는, 상기 출광면에 대략 평행한 평탄부(136)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 도광판이다.
청구항 4의 발명은, 청구항 3에 기재된 도광판(13)에 있어서, 상기 평탄부(136)는, 상기 출광측 단위 광학 형상(135)의 배열 방향에서의 폭 치수 W23이, 0.5㎛≤W23≤2.5㎛인 것을 특징으로 하는 도광판이다.
청구항 5의 발명은, 청구항 4에 기재된 도광판(13)에 있어서, 상기 평탄부(136)는, 상기 출광측 단위 광학 형상(135)의 배열 방향에서의 폭 치수 W23이, 0.5㎛≤W23≤2.0㎛인 것을 특징으로 하는 도광판이다.
청구항 6의 발명은, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 도광판(13)에 있어서, 복수의 상기 평탄부(136) 중 일부는, 두께 방향에 있어서 다른 상기 평탄부와 높이가 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 도광판이다.
청구항 7의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 도광판에 있어서, 상기 배면(13d)에, 배면측 단위 광학 형상(131)이 상기 도광 방향으로 복수 배열되고, 상기 배면측 단위 광학 형상은, 배면측에 볼록이며, 입광면(13a)측에 위치하는 제1 경사면부(132)와, 이에 대향해서 타방측에 위치하여 입사하는 광의 적어도 일부를 전반사하는 제2 경사면부(133)와, 상기 제1 경사면부와 상기 제2 경사면부의 사이에 위치하는 정상면부(134)를 갖고, 상기 정상면부는, 상기 도광판의 배면측에 배치되는 반사 부재와 접촉하는 접촉부(134d)를 구비하는 것을 특징으로 하는 도광판이다.
청구항 8의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 도광판(13)과, 상기 도광판의 상기 입광면(13a)에 대면하는 위치에 설치되고, 상기 입광면으로 광을 투사하는 광원부(12)와, 상기 도광판의 출광면측에 배치되고, 상기 도광판으로부터 출사한 광을, 그 시트면의 법선 방향 또는 법선 방향과 이루는 각도가 작아지는 방향으로 향하는 편향 작용을 갖는 편향 광학 시트(15)를 구비하는 면 광원 장치(10)이다.
청구항 9의 발명은, 청구항 8에 기재된 면 광원 장치(10)와, 상기 면 광원 장치에 의해 배면측으로부터 조명되는 투과형 표시부(11)를 구비하는 투과형 표시 장치(1)이다.
본 발명에 의하면, 줄무늬 형상의 얼룩 및 핫스폿의 발생을 억제할 수 있는 도광판, 면 광원 장치, 투과형 표시 장치를 제공할 수 있다는 효과를 발휘한다.
도 1은, 제1 실시 형태의 투과형 표시 장치(1)를 설명하는 도면이다.
도 2는, 제1 실시 형태의 도광판(13)의 형상을 설명하는 도면이다.
도 3은, 제1 실시 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)의 상세를 설명하는 도면이다.
도 4는, 제1 실시 형태의 배면측 단위 광학 형상(131)을 설명하는 도면이다.
도 5는, 제1 실시 형태의 배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 방향의 각 부에서의 형상을 나타내는 도면이다.
도 6은, 제1 실시 형태의 프리즘 시트(15)를 설명하는 도면이다.
도 7은, 제1 실시 형태의 도광판(13)에서의 광의 도광 모습의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은, 시뮬레이션에 사용한 각 실시예 및 각 비교예의 도광판의 모델을 나타내는 도면이다.
도 9는, 실시예 2, 비교예 4, 비교예 5의 도광판 시뮬레이션에 의한 줄무늬 얼룩의 평가 결과를 나타내는 도면이다.
도 10은, 제2 실시 형태의 도광판(13)의 형상을 설명하는 도면이다.
도 11은, 제2 실시 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)의 상세를 설명하는 도면이다.
도 12는, 비교예의 도광판의 출광면의 형상을 나타내는 도면이다.
도 13은, 평가에 사용한 시험체의 가진(加振) 시험의 상태를 나타내는 도면이다.
도 14는, 각 시험체의 평가 결과를 정리한 도면이다.
도 15는, 변형 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)을 설명하는 도면이다.
도 16은, 비교예 4 및 비교예 5의 도광판의 출광측 단위 광학 형상을 설명하는 도면이다.
도 17은, 변형 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)을 설명하는 도면이다.
도 18은, 변형 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)을 설명하는 도면이다.
도 19는, 변형 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)을 설명하는 도면이다.
이하, 도면 등을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 도 1을 포함해, 이하에 나타내는 각 도면은, 모식적으로 나타낸 도면이며, 각 부의 크기, 형상은, 이해를 용이하게 하기 위해서, 적절히 과장하였다.
본 명세서 중에 있어서, 판, 시트 등의 단어를 사용하고 있지만, 이들은, 일반적인 사용 방법으로서, 두께가 두꺼운 순으로, 판, 시트, 필름의 순서로 사용되고 있으며, 본 명세서 중에서도 그것에 좇아서 사용하였다. 그러나, 이와 같은 사용 구분에는, 기술적인 의미는 없으므로, 이들 문언은, 적절히 치환할 수 있는 것으로 한다.
본 명세서 중에 기재하는 각 부재의 치수 등의 수치 및 재료명 등은, 실시 형태로서의 일례이며, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 적절히 선택하여 사용하여도 된다.
본 명세서 중에 있어서, 형상이나 기하학적 조건을 특정하는 용어, 예를 들어 평행이나 직교 등의 용어에 대해서는, 엄밀하게 의미하는 바에 추가하여, 마찬가지의 광학적 기능을 발휘하고, 평행이나 직교라 간주할 수 있을 정도의 오차를 갖는 상태도 포함하는 것으로 한다.
본 명세서 중에 있어서, 시트면(판면, 필름면)이라 함은, 각 시트(판, 필름)에 있어서, 그 시트(판, 필름) 전체로서 보았을 때에서의, 시트(판, 필름)의 평면 방향으로 되는 면을 나타내는 것으로 한다.
(제1 실시 형태)
도 1은, 본 실시 형태의 투과형 표시 장치(1)를 설명하는 도면이다.
본 실시 형태의 투과형 표시 장치(1)는, LCD 패널(11)과 면 광원 장치(10)를 구비하고 있다. 투과형 표시 장치(1)는, LCD 패널(11)을 배면측으로부터 면 광원 장치(10)에 의해 조명하고, LCD 패널(11)에 형성되는 영상 정보를 표시한다.
또한, 도 1을 포함해 이하의 도면 중 및 이하의 설명에 있어서, 이해를 용이하게 하기 위해서, 투과형 표시 장치(1)의 사용 상태에 있어서, 투과형 표시 장치(1)의 화면에 평행하며 서로 직교하는 2방향을 X방향(X1-X2 방향), Y방향(Y1-Y2 방향)이라 하고, 투과형 표시 장치(1)의 화면에 직교하는 방향을 Z 방향(Z1-Z2 방향)이라 한다. 또한, Z 방향에 있어서 Z1측이 배면측이며, Z2측은 관찰자측이다.
본 실시 형태의 투과형 표시 장치(1)의 화면은, LCD 패널(11)의 가장 관찰자측의 면(이하, '표시면'이라 함)(11a)에 상당하고, 투과형 표시 장치(1)의 「정면 방향」은, 이 표시면(11a)의 법선 방향이며, Z 방향에 평행하며, 후술하는 프리즘 시트(15)의 시트면으로의 법선 방향이나 도광판(13)의 판면 등으로의 법선 방향과 일치하는 것으로 한다.
LCD 패널(11)은, 투과형 액정 표시 소자에 의해 형성되고, 그 표시면에 영상 정보를 형성하는 투과형 표시부이다.
이 LCD 패널(11)은, 대략 평판 형상이다. LCD 패널(11)의 외형 및 표시면(11a)은, Z 방향에서 볼 때 직사각형 형상이며, X방향에 평행한 대향하는 2변과, Y방향에 평행한 대향하는 2변을 갖고 있다.
면 광원 장치(10)는, LCD 패널(11)을 배면측으로부터 조명하는 장치이며, 광원부(12), 도광판(13), 반사 시트(14), 프리즘 시트(15), 광 확산 시트(16)를 구비하고 있다. 이 면 광원 장치(10)는, 소위 에지 라이트형 면 광원 장치(백라이트)이다.
이 면 광원 장치(10)를 구성하는 도광판(13), 반사 시트(14), 프리즘 시트(15), 광 확산 시트(16) 등은, 정면 방향(Z 방향)에서 볼 때 직사각형 형상이며, X방향에 평행한 대향하는 2변과, Y방향에 평행한 대향하는 2변을 갖고 있다.
광원부(12)는, LCD 패널(11)을 조명하는 광을 발하는 부분이다. 이 광원부(12)는, 도광판(13)의 X방향의 한쪽(X1측)의 단부면인 입광면(13a)에 대면하는 위치에, Y방향을 따라서 배치되어 있다.
광원부(12)는, 점 광원(121)이 Y방향으로 소정의 간격으로 복수 배열되어 형성되어 있다. 이 점 광원(121)은, LED(Light Emitting Diode) 광원을 사용하고 있다. 또한, 광원부(12)는, 예를 들어 냉음극관 등의 선광원으로 하여도 되고, Y방향으로 연장되는 라이트 가이드의 단부면에 광원을 배치한 형태로 하여도 된다. 또한, 광원부(12)가 발하는 광의 이용 효율을 향상시키는 관점에서, 광원부(12)의 외측을 덮도록 도시하지 않은 반사판을 설치하여도 된다.
도광판(13)은, 광을 도광하는 대략 평판 형상의 부재이다. 본 실시 형태에서는, 입광면(13a) 및 대향면(13b)은, 도광판(13)의 X방향의 양단부(X1 측단부, X2 측단부)에 위치하고, 판면의 법선 방향(Z 방향)에서 볼 때 Y방향에 평행하게 연장되는 2변이다. 또한, 도광판(13)의 판면은, XY면에 평행하며, 출광면(13c)은, 이 판면에 평행한 면인 것으로 한다.
이 도광판(13)은, 광원부(12)가 발하는 광을 입광면(13a)으로부터 입사시켜서, 출광면(13c)과 배면(13d)에서 전반사시키면서, 입광면(13a)에 대향하는 대향면(13b)측(X2측)으로, 주로 X방향으로 도광하면서, 출광면(13c)으로부터 프리즘 시트(15)측(Z2측)으로 적절히 출사시킨다.
이하, 도광판(13)의 각 부에 대하여 설명한다.
도 2는, 본 실시 형태의 도광판(13)의 형상을 설명하는 도면이다. 도 2의 (a)는, 출광측 단위 광학 형상(135)을 설명하는 도면이며, 도 2의 (b)는, 배면측 단위 광학 형상(131)을 설명하는 도면이다. 도 2의 (a)에서는, 도광판(13)의 YZ면에 평행한 단면의 일부를 확대해서 나타내고, 도 2의 (b)에서는, 도광판(13)의 XZ면에 평행한 단면의 일부를 확대해서 나타내었다.
도 3은, 본 실시 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)의 상세를 설명하는 도면이다. 도 3에서는, 도 2의 (a)에 도시한 도광판(13)의 YZ면에 평행한 단면의 일부를 더 확대해서 나타내었다.
도 4는, 본 실시 형태의 배면측 단위 광학 형상(131)을 설명하는 도면이다. 도 4에서는, 도 2의 (b)에 도시한 도광판(13)의 XZ면에 평행한 단면의 일부를 더 확대해서 나타내었다.
도광판(13)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 출광면(13c)에는, 출광측 단위 광학 형상(135)이 복수 배열하여 형성되고, 배면(13d)에는, 배면측 단위 광학 형상(131)이 복수 배열되어 형성되어 있다.
출광측 단위 광학 형상(135)은, 도 1 및 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 출광면측(LCD 패널(11)측, Z2측)으로부터 오목해진 홈 형상으로 형성되어 있으며, X방향(도광 방향)으로 연장되고, Y방향으로 복수 인접하여 배열되어 있다.
출광측 단위 광학 형상(135)은, 도 2의 (a) 및 도 3에 도시한 바와 같이, 그 홈 형상의 저부(135c)에 배면(13d)측으로 오목해지는 오목 곡면(135a)이 형성되어 있으며, 또한 그 오목 곡면(135a)의 Y방향의 양단부에, 홈 형상의 단부 끝부(135d)로부터 저부(135c)측으로 경사지는 평탄한 경사면(135b)이 형성되어 있다. 출광측 단위 광학 형상(135)은, 도 3에 도시한 단면에 있어서, 저부(135c)를 통과하여 두께 방향(Z 방향)에 평행한 선을 경계로 좌우 대칭으로 형성되어 있다.
이 출광측 단위 광학 형상(135)의 배열 피치는, P2이며, 출광측 단위 광학 형상(135)의 배열 방향(Y방향)의 폭은, W21이다. 본 실시 형태에서는, 복수의 출광측 단위 광학 형상(135)이 인접하여 배치되어 있으므로, 이 배열 피치 P2와 폭 W21은, 서로 동등한 형태로 되어 있다(P2=W21).
또한, 출광측 단위 광학 형상(135)의 경사면(135b)에 접하는 면과 도광판(13)의 출광면(13c)(도광판(13)의 출광측의 판면, XY면에 평행한 면, 도 3 중의 일점쇄선)이 이루는 최대 경사 각도는, θ이다. 또한, 도광판(13)의 출광면(13c)(도광판(13)의 출광측의 판면, XY면에 평행한 면, 도 3 중의 일점쇄선)으로부터 출광측 단위 광학 형상(135)의 저부(135c)까지의 거리(이하, 출광측 단위 광학 형상(135)의 깊이라고 함)는, h이다. 또한, 출광측 단위 광학 형상(135)에 형성되는 오목 곡면(135a)의 배열 방향(Y방향)의 폭은, W22이다.
배열 피치 P2로서는, 10 내지 100㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.
배열 피치 P2가 이 범위보다도 작으면, 출광측 단위 광학 형상(135)의 제조가 곤란하게 되어, 설계대로의 형상이 얻어지지 않게 된다. 또한, 배열 피치 P2가 이 범위보다도 크면, LCD 패널(11)의 화소와의 무아레가 발생하기 쉬워지거나, 면 광원 장치(10) 등으로서의 사용 상태에 있어서, 출광측 단위 광학 형상(135)의 피치가 인식되기 쉬워지거나 한다. 따라서, 배열 피치 P2는, 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)은, 경사면(135b)에 접하는 면과 출광면(13c)이 이루는 최대 경사 각도 θ가 20°≤θ≤45°를 만족하도록 하여 형성되어 있다. 또한, 출광측 단위 형상(135)의 오목 곡면(135a)의 곡률 반경 r[㎛]이, r≥W21/(4×sinθ)를 만족하도록 하여 형성되어 있다.
또한, 전술한 곡률 반경 r은, 도 3에 도시한 단면에 있어서, 저부(135c)와, 저부(135c)로부터 Y1 방향으로 5㎛ 떨어진 오목 곡면(135a) 위의 점과, Y2 방향으로 5㎛ 떨어진 오목 곡면(135a) 위의 점과의 3점에 의해 구해진 오목 곡면(135a)의 반경이다. 본 실시 형태에서는, 오목 곡면(135a)이, 배면측으로 오목해지는 형상이므로, 전술한 곡률 반경의 중심은, 도광판(13)의 출광면(13c)보다도 Z2측에 위치하게 된다.
여기서, 종래, 도광판의 출광면에는, 예를 들어 YZ면에서의 단면 형상이 오각 형상 등의 볼록 형상으로 형성된 출광측 단위 광학 형상이 형성되고(도 16 참조), 도광판의 출광면의 입광면측 근방에서의 밝기의 면 내 변동을 눈에 띄지 않게 하고 있다.
그러나, 이와 같은 단위 광학 형상이 도광판의 출광면에 형성되어 있는 경우, 도광판의 내부에서의 광의 지향성이 유지되기 쉬워진다. 그로 인해, 광원부에 사용되는 각 LED에 색 얼룩이나, 휘도 불균일이 존재하게 되는 경우, 출광면의 중앙 부분에 줄무늬 형상의 얼룩이 확인되거나, 입광면 근방에 휘도 불균일(핫스폿)이 확인되거나 해 버리는 경우가 있었다.
이에 반하여, 본 실시 형태의 도광판(13)은, 전술한 바와 같이, 오목 곡면(135a)과 경사면(135b)으로 구성되는 출광측 단위 광학 형상(135)이 설치되고, 출광측 단위 광학 형상(135)의 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ가 각각 전술한 수치 범위를 만족하도록 형성되어 있다. 이에 의해, 본 실시 형태의 도광판(13)은, 도광판 내에 있어서 도광되는 광을 보다 Y방향으로 확장하여 출광할 수 있어, 광원부(12)에 사용되는 LED에 색 얼룩이나 휘도 불균일이 존재하고 있다고 해도, 출광면의 중앙 부분에 줄무늬 형상의 얼룩이 발생되어 버리거나, 입광면 근방에 핫스폿이 발생되어 버리거나 하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)을 이와 같은 형태로 함으로써, 도광판(13)의 출광면에 부착된 먼지 등의 이물을 에어 블로우 등에 의해 용이하게 제거하는 것이 가능해진다.
또한, 출광측 단위 광학 형상(135)은, 그 배열 방향(Y방향)에서의 출광측 단위 광학 형상(135)의 폭 W21에 대한 오목 곡면(135a)의 폭 W22의 비율 R(=W22/W21)이, 50%≤R≤80%인 것이 바람직하다. 비율 R이 전술한 수치 범위를 만족함으로써, 전술한 줄무늬 형상의 얼룩 및 핫스폿의 억제 효과를 더 효과적으로 발휘할 수 있다.
가령 비율 R이 50% 미만인 경우, 출광측 단위 광학 형상(135)의 폭 W21에 대한 오목 곡면(135a)의 폭 W22가 너무 작아져 버려서, 광을 충분히 Y방향으로 확장할 수 없게 되어, 줄무늬 형상의 얼룩이 발생되어 버리므로 바람직하지 않다. 단, 각 점 광원으로부터 발해지는 광의 색에 변동이 적은 경우, 비율 R이 50% 미만이라도 줄무늬 형상의 얼룩의 발생이 억제되는 경우도 있다.
또한, 비율 R이 80%보다 큰 경우, 출광측 단위 광학 형상(135)의 폭 W21에 대한 오목 곡면(135a)의 폭 W22가 너무 커져 버려서, 줄무늬 형상의 얼룩의 발생이 억제되지만, 핫스폿이 발생되게 되므로 바람직하지 않다. 단, 도광판(13)의 입광면(13a)측에 있어서, 투과형 표시 장치(1)에 설치되는 도시하지 않은 베젤(프레임체)이 출광면(13c)측에 중첩되어, 비표시부로 되는 폭이 충분히 넓은 경우, 비율 R이 80%보다도 큰 경우라도 핫스폿이 확인되어 버리는 것이 억제되는 경우도 있다.
배면측 단위 광학 형상(131)은, 도 1, 도 2의 (b), 도 4에 도시한 바와 같이, 배면측(Z1측)으로 볼록해지는 프리즘 형상이며, 길이 방향(능선 방향)을 Y방향으로 하고, 도광 방향으로 되는 X방향으로 복수 배열되어 있다.
배면측 단위 광학 형상(131)은, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 그 배열 방향에 평행하며 도광판(13)의 판면에 직교하는 방향에서의 단면(XZ면)에서의 단면 형상이 대략 사다리꼴 형상이다. 배면측 단위 광학 형상(131)은, 입광면측(X1측)에 위치하는 제1 경사면부(132)와, 대향면측(X2측)에 위치하고, 입사하는 광의 적어도 일부를 전반사하는 제2 경사면부(133)와, 제1 경사면부(132) 및 제2 경사면부(133)의 사이에 위치하는 정상면부(134)를 갖고 있다.
이 배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 피치는, P1이며, 배열 피치 P1은, 배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 방향의 폭 W1과 동등한(P1=W1) 형태로 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 배열 피치 P1은, 배열 방향에 있어서 일정하다.
제1 경사면부(132)는, 도광판(13)의 판면(출광면(13c)에 평행한 면, XY면에 평행한 면)과 각도 β를 이루고 있다. 또한, 제2 경사면부(133)는, 도광판(13)의 판면(출광면(13c)에 평행한 면, XY면에 평행한 면)과 각도 α를 이루고 있다. 이때, 각도 α, β는, α<β이다.
제1 경사면부(132)는, 배면측 단위 광학 형상(131) 내에서 입광면(13a)측에 위치하고, 입광면 측단부보다도 대향면측(정상면부측) 단부가 배면측으로 되도록 경사져 있으며, 제1 경사면부(132)에는, 입광면(13a)측으로부터 대향면(13b)측으로(X1측으로부터 X2측으로) 도광하는 광이 입사하기 어렵다.
제2 경사면부(133)는, 도광판(13) 내에서 도광하는 광의 일부가 입사하고, 또한 그 입사한 광의 적어도 일부를 전반사한다. 그리고, 제2 경사면부(133)에서 전반사함으로써, 그 광이 출광면(13c)(XY면에 평행한 면)에 대한 입사 각도가 작아지는 방향으로, 그 광의 진행 방향이 변화한다. 따라서, 도광 방향에서의 밝기의 균일성이나, 광의 취출 효율의 양쪽을 향상시키는 관점에서, 각도 α는, 1°<α≤5°를 만족하는 것이 바람직하다.
가령, α≤1°이면, 도광 방향(X방향)으로 진행하는 광이, 제2 경사면부(133)에서 전반사했을 때, 전반사 전후에서의 출광면(13c)(XY면에 평행한 면)과 이루는 각도의 변화량이 너무 작아지면, 충분히 광을 취출할 수 없어, 광의 취출 효율이 저하된다.
또한, 가령, α> 5°이면, 도광 방향(X방향)으로 진행하는 광이, 제2 경사면부(133)에서 전반사했을 때, 전반사 전후에서의 출광면(13c)(XY면에 평행한 면)과 이루는 각도의 변화량이 너무 커지게 되어, 휘도 불균일이나, 입광면(13a)으로부터 먼 영역에서의 밝기의 저하를 초래한다. 또한, 도광판(13)으로부터의 출광 방향의 변동도 커지므로, 후술하는 프리즘 시트(15)에서의 편향 작용이 불충분해져서, 수렴성이 저하되어, 정면 휘도가 저하된다.
이상의 점에서, 각도 α는, 1°<α≤5°를 만족하는 것이 바람직하다.
정상면부(134)는, 배면측(Z1측)으로의 높이 h가 서로 다른 복수의 면을 갖고 있다. 여기서, 배면측(Z1측)으로의 높이 h는, 배면측 단위 광학 형상(131) 사이의 골의 바닥에 위치하는 점 v를 통과하고, 도광판(13)의 판면에 평행한 면(출광면(13c)에 평행한 면)으로부터, 배면측(Z1측)으로의 치수인 것으로 한다.
일례로서, 도 4에 도시한 정상면부(134)는, 면(134a, 134b, 134c, 134d)을 갖고 있다. 이 면(134a 내지 134d)은, 출광면(13c)(도광판(13)의 판면)에 평행한 면이며, 배면측 단위 광학 형상(131)의 길이 방향(Y방향)을 길이 방향으로 하고, 배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 방향(X방향)을 따라 배열되어 있다. 또한, 면(134a 내지 134d)은, 각각, 배면측으로의 높이 h가 각각 상이하다.
면(134a 내지 134d) 중, 가장 제1 경사면부(132)측(입광면측, X1측)에 위치하는 면(134a)의 배면측으로의 높이 h가 가장 작고, 제2 경사면부(133)측(대향면측, X2측)을 향함에 따라서, 점차 배면측으로의 높이 h가 커지고, 가장 제2 경사면부(133)측에 위치하는 면(134d)의 배면측으로의 높이 h가 가장 크게 되어 있다. 그리고, 정상면부(134)는, 이들 면(134a 내지 134d)을 가짐으로써, 배열 방향을 따라서 계단 형상으로 되어 있다. 각 면 간의 배면측으로의 높이 h의 차는, 일정하여도 되고, 상이하여도 된다.
또한, 면(134a 내지 134d)의 사이에 경사면(134e)이 형성되어 있다. 이 경사면(134e)은, 도광판(13)의 판면(XY면에 평행한 면)과 각도 β를 이루고, 제1 경사면부(132)에 평행한 경사면이다.
이와 같이, 정상면부(134)를 배면측(Z1측)으로의 높이 h가 서로 다른 복수의 면으로 구성되는 계단 형상으로 형성함으로써, 도광판(13)의 배면측에 배치되는 반사 시트(14)와 도광판(13)의 배면(13d)과의 접촉 면적을 저감시킬 수 있어, 도광판(13) 및 반사 시트(14)의 광학 밀착을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 면(134a 내지 134d)은, 그 배열 방향에서의 폭이 동등한 예를 들어 설명하지만, 배열 방향에서의 폭은, 동등하지 않아도 된다.
도 5는, 본 실시 형태의 배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 방향의 각 부에서의 형상을 나타내는 도면이다. 도 5의 (a)는, 입광면(13a) 근방이며, 도 5의 (b)는, 배열 방향 중앙이며, 도 5의 (c)는, 대향면(13b) 근방이다.
배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 방향에 있어서, 배면측 단위 광학 형상(131)의 폭을 W1이라 하고, 정상면부(134)의 치수를 Wa, 제1 경사면부(132) 및 제2 경사면부(133)가 차지하는 치수를 Wb라 한다.
배면측 단위 광학 형상(131)은, 그 배열 방향에 있어서, 배열 피치 P1, 폭 W1, 각도 α, β는 일정하다. 그러나, 배면측 단위 광학 형상(131)의 폭 W1에 대한, 제1 경사면부(132) 및 제2 경사면부(133)의 치수 Wb의 비 Wb/W1이, 배열 방향을 따라서 입광면(13a)으로부터 멀어짐에 따라서 커지게 되어 있다. 또한, 배면측 단위 광학 형상(131)의 폭 W1에 대한 정상면부(134)의 치수 Wa의 비 Wa/W1은, 배열 방향을 따라서 입광면(13a)으로부터 멀어짐에 따라서 작아지게 되어 있다.
즉, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 입광면(13a)(광원부측) 근방에서는, 배면측 단위 광학 형상(131)의 폭 W1에 대하여 정상면부(134)의 치수 Wa가 차지하는 비 Wa/W1이 크고, 배면측 단위 광학 형상(131)의 폭 W1에 대하여 제1 경사면부(132) 및 제2 경사면부(133)의 치수 Wb가 차지하는 비 Wb/W1이 작다.
대향면측(X2측)으로 진행함에 따라서, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 점차 비 Wa/W1이 작아지고, 비 Wb/W1이 커지게 된다. 그리고, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 대향면(13b) 근방에서는 비 Wb/W1이 크고, 비 Wa/W1이 작다.
이와 같이, 대향면 측을 향함에 따라서, 양 경사면부(특히, 제2 경사면부(133))가 차지하는 비율을 크게 함으로써, 효율 좋게 광을 출광시킬 수 있어, 도광 방향에서의 밝기의 균일성도 향상된다.
본 실시 형태에서는, 비 Wb/W1은, 가장 입광면측(X1측)에서 약 20/100이며, 가장 대향면측(X2측)에서 약 80/100으로 되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 이 비 Wb/W1에 관해서는, 원하는 광학 성능 등에 따라서, 적절히 설정할 수 있고, 가장 입광면측에서 약 10/100, 가장 대향면측에서 약 90/100이 되는 범위 내이면, 적절히 설정하여도 된다.
본 실시 형태에서는, 전술한 바와 같이, 배열 피치 P1(폭 W1), 각도 α, β는, 일정하며, 도 5에 도시한 바와 같이, 대향면측(X2측)을 향함에 따라서, 정상면부(134)를 형성하는 면의 수를 적게 하고, 배면측 단위 광학 형상(131)의 폭 W1에 대하여 양 경사면부(특히, 제2 경사면부(133))의 폭 Wb가 차지하는 비율을 크게 하고 있다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 정상면부(134)를 형성하는 면의 수를 일정하게 하고, 각 면의 폭을 조정함으로써, 정상면부(134)의 치수 Wa를 조정하는 형태로 하여도 된다.
또한, 가장 대향면측 및 그 근방에 있어서는, 정상면부(134)의 폭 Wa는 충분히 작아, 반사 시트(14)와 정상면부(134)의 광학 밀착에 의한 영향이 작으므로, 가장 대향면측이나 그 근방에 위치하는 배면측 단위 광학 형상(131)에서는, 정상면부(134)가, 하나의 면으로 형성되는 형태로 하여도 된다.
본 실시 형태의 도광판(13)에 있어서, 배면측으로의 높이 h가 가장 높은 면이 반사 시트(14)와의 접촉부로 되어 있다. 예를 들어, 도 4에 있어서는, 면(134d)가 접촉부로 된다.
이때, 배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 피치 P1에 대한 접촉부(무엇보다 배면측으로 높이가 높은 면(134d))의 폭을 Wc라 하면, 비 Wc/P1은, 0.09≤Wc/P1≤0.40을 만족하는 것이, 반사 시트(14)와 도광판(13)의 광학 밀착을 방지하는 관점에서 바람직하다.
비 Wc/P1은, 작은 값인 쪽이, 광학 밀착의 억제에 효과적이다. 그러나, 가령, Wc/P1<0.09인 경우, 접촉부(면(134d))의 치수가 작아, 배면측 단위 광학 형상(131)의 접촉부가 파손되기 쉬워지거나, 그와 같은 접촉부를 갖는 도광판(13)의 제조가 곤란해지거나, 생산 비용이 증가하거나 한다는 문제가 있다. 또한, 반사 시트(14)를 파손시킬 가능성도 있다.
또한, 가령, Wc/P1>0.40인 경우, 접촉부의 치수가 크고, 도광판(13)과 반사 시트(14)의 접촉 면적이 커지게 되어, 광학 밀착이 발생하기 쉬워진다는 문제가 있다.
따라서, 비 Wc/P1은, 0.09≤Wc/P1≤0.40을 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 배면측 단위 광학 형상(131)의 폭 W1(배열 피치 P1)에 대한, 정상면부(134)의 폭 Wa는, 도광 방향을 따라서, 광원부(12)로부터 떨어짐에 따라서 작아지게 되어 있다. 한편, 비 Wc/P1은, 도광 방향을 따라서 일정 혹은 대략 일정하다. 이에 한정되지 않고, 비 Wc/P1은, 도광 방향을 따라서 변화하는 형태로 하여도 된다.
또한, 배열 피치 P1은, P1=50 내지 300㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.
가령, 배열 피치 P1이, 이 범위보다도 작으면, 배면측 단위 광학 형상(131)의 제조가 곤란하게 되어, 설계대로의 형상이 얻어지지 않게 된다. 또한, 가령, 배열 피치 P1이 이 범위보다도 크면, 배열 피치 P1에 비례하여, 접촉부로 되는 면(134d)의 면적도 커지게 되어, 광학 밀착이 발생하기 쉬워진다. 또한, 배열 피치 P1이 이 범위보다도 크면, 무아레가 발생하기 쉬워지거나, 면 광원 장치(10) 등으로서의 사용 상태에 있어서, 배면측 단위 광학 형상(131)의 피치가 인식되기 쉬워지거나 한다.
따라서, 배열 피치 P1은, 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.
도 7은, 실시 형태의 도광판(13)에서의 광의 도광 모습의 일례를 나타내는 도면이다.
도광판(13)의 정상면부(134)는, 입광면측에 위치하는 면(134a)으로부터 대향면측을 향해서 점차 배면측으로의 높이 h가 높아지는 계단 형상이며, 각 면의 사이에 위치하는 경사면(134e)이 출광면(13c)에 평행한 면과 각도 β를 이루고 있으므로, 입광면측으로부터 도광하는 광은, 입사하기 어렵고, 가령 입사했다고 해도, 그 영향은 작다. 그로 인해, 본 실시 형태의 정상면부(134)는, 광학 설계상은, 출광면(13c)에 평행한 하나의 면으로 이루어지는 정상면부와 대략 동등해진다.
따라서, 본 실시 형태에 의하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 정상면부(134)에 입사한 광 L2는, 전반사할 수 있어, 광학 설계 외의 방향으로 진행하는 광이 거의 발생하지 않는다. 따라서, 밝기의 면내 균일성이 높은 양호한 도광판(13), 및 면 광원 장치(10), 투과형 표시 장치(1)로 할 수 있다.
본 실시 형태의 도광판(13)은, 바이트 등으로 배면측 단위 광학 형상(131)을 부형하는 성형형과, 출광측 단위 광학 형상(135)을 부형하는 성형형의 각각을 제작하고, 그들 성형형을 사용하여, 압출 성형법이나 사출 성형하는 등에 의해 형성된다. 사용하는 열가소성 수지는, 광 투과성이 높은 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 수지, COP(시클로올레핀 중합체) 수지, PC 수지 등을 들 수 있다.
또한, 이에 한정되지 않고, 압출 성형 등에 의해 성형한 시트 형상의 부재 양면에, 자외선 성형법에 의해, 배면측 단위 광학 형상(131) 및 출광측 단위 광학 형상(135)을 일체로 형성하여, 도광판(13)으로 하여도 된다.
도 1로 되돌아가서, 반사 시트(14)는, 광을 반사 가능한 시트 형상의 부재이며, 도광판(13)보다도 배면측(Z1측)에 배치되어 있다. 이 반사 시트(14)는 도광판(13)으로부터 Z1 측으로 향하는 광을 반사하여, 도광판(13) 내로 향하게 하는 기능을 갖고 있다.
반사 시트(14)는, 광의 이용 효율 등을 높이는 관점 등에서, 주로 경면 반사성(정반사성)을 갖는 것이 바람직하다. 반사 시트(14)는, 예를 들어 적어도 반사면(도광판(13)측의 면)이 금속 등의 높은 반사율을 갖는 재료에 의해 형성된 시트 형상의 부재, 높은 반사율을 갖는 재료에 의해 형성된 박막(예를 들어 금속 박막)을 표면층으로서 포함한 시트 형상의 부재 등을 사용할 수 있다. 또한, 이에 한정하지 않고, 반사 시트(14)는, 예를 들어 주로 확산 반사성을 갖고, 반사율이 높은 백색의 수지제 시트 형상 부재 등으로 하여도 된다.
도 6은, 본 실시 형태의 프리즘 시트(15)를 설명하는 도면이다. 도 6에서는, 프리즘 시트(15)의 XZ면에 평행한 단면의 일부를 확대해서 나타내고 있다.
프리즘 시트(15)는, 도광판(13)보다도 LCD 패널(11)측(Z2측)에 배치되어 있다(도 1 참조). 프리즘 시트(15)는, 도광판(13)의 출광면(13c)으로부터 출사한 광의 진행 방향을, 정면 방향(Z 방향) 또는, Z 방향과 이루는 각도가 작은 방향으로 편향(집광)시키는 작용을 갖는 편향 광학 시트이다.
프리즘 시트(15)는, 프리즘 기재층(152)과, 프리즘 기재층(152)의 도광판(13)측(Z1측)에 복수 배열되어 형성된 단위 프리즘(151)을 갖고 있다.
프리즘 기재층(152)은, 프리즘 시트(15)의 베이스(기재)로 되는 부분이다. 프리즘 기재층(152)은, 광 투과성을 갖는 수지제의 시트 형상 부재가 사용되고 있다.
단위 프리즘(151)은, 도광판(13)측(Z1측)으로 볼록해지는 삼각 기둥 형상이며, 프리즘 기재층(152)의 배면측(Z1측)의 면에, 길이 방향(능선 방향)을 Y방향으로 하고, X방향으로 복수 배열되어 있다. 즉, 단위 프리즘(151)의 배열 방향은, 투과형 표시 장치(1)의 표시면의 법선 방향(Z 방향)에서 볼 때, 도광판(13)의 배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 방향에 평행하며, 출광측 단위 광학 형상(135)의 배열 방향과 직교하고 있다.
본 실시 형태의 단위 프리즘(151)은, 그 배열 방향(X방향) 및 시트면에 직교하는 방향(Z 방향)에 평행한 단면(XZ면)에서의 단면 형상이, 꼭지각을 ε으로 하는 이등변삼각형 형상인 예를 나타내고 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 단위 프리즘(151)의 단면 형상은, 부등변삼각형 형상으로 하여도 된다. 또한, 단위 프리즘(151)은, 적어도 한쪽 면이 복수의 면으로 이루어지는 꺾임면 형상으로 되어 있어도 되고, 곡면과 평면을 조합한 형상으로 해도 되며, 단면 형상이 배열 방향에 있어서 비대칭인 형상으로 하여도 된다.
단위 프리즘(151)은, 배열 피치가 P3, 배열 방향의 폭이 W3이며, 배열 방향에 있어서 배열 피치와 배열 방향의 렌즈 폭이 동등한(P3=W3) 형상으로 되어 있다.
프리즘 시트(15)는, 도광판(13)으로부터 출사하고, 한쪽 면(예를 들어, 면(151a))으로부터 입사한 광 L1을 다른 쪽의 면(예를 들어, 면(151b))에서 전반사시킴으로써, 그 진행 방향을 정면 방향(Z 방향) 또는 정면 방향에 대하여 이루는 각도가 작아지는 방향으로 편향(집광)시킨다.
프리즘 시트(15)는, 예를 들어 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 수지제나, PC(폴리카르보네이트) 수지제 등의 시트 형상의 프리즘 기재층(152)의 편면에, 자외선 경화형 수지 등의 전리 방사선 경화형 수지에 의해 단위 프리즘(151)을 형성하여 제작된다.
또한, 이에 한정하지 않고, 예를 들어 프리즘 시트(15)는, PC 수지, MBS(메틸메타크릴레이트·부타디엔·스티렌 공중합체) 수지, MS(메틸메타크릴레이트·스티렌 공중합체) 수지, PET 수지, PS(폴리스티렌) 수지 등의 열가소성 수지를 압출하여 성형함으로써 형성하여도 된다.
도 1로 되돌아가서, 광 확산 시트(16)는, 광을 확산하는 작용을 갖는 시트 형상의 부재이다. 광 확산 시트(16)는, 프리즘 시트(15)의 LCD 패널(11)측(Z2측)에 설치되어 있다.
이와 같은 광 확산 시트(16)를 설치함으로써, 시야각을 적절하게 넓히거나, LCD 패널(11)의 도시하지 않은 화소와 단위 프리즘(151) 등에 의해 발생하는 무아레 등을 저감하거나 하는 효과가 얻어진다.
광 확산 시트(16)는 각종 범용의 광 확산성을 갖는 시트 형상의 부재를, 면 광원 장치(10) 및 표시 장치(1)로서 요구되는 광학 성능이나, 도광판(13)의 광학 특성 등에 맞춰서, 적절히 선택해서 사용하여도 된다.
이와 같은 광 확산 시트(16)로서는, 확산재를 함유하는 수지제의 시트 형상 부재나, 기재로 되는 수지제의 시트 형상의 부재 중 적어도 편면 등에 확산재를 함유하는 바인더를 코팅한 부재나, 기재로 되는 수지제의 시트 형상 부재의 편면 등에 마이크로렌즈 어레이가 형성된 마이크로렌즈 시트 등을 사용할 수 있다.
또한, 전술한 프리즘 시트(15)의 프리즘 기재층(152)의 출광측(Z2측)의 면에, 광 확산 시트(16)와의 광학 밀착의 방지나, 광 확산 기능의 부여를 목적으로 하여, 미세 요철 형상을 형성하여도 된다. 이와 같은 요철 형상으로서는, 비즈 형상 필러를 함유하는 바인더를 코팅하여 형성한 매트층 등이 바람직하지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 광 확산 시트(16)로 한정되지 않고, 프리즘 시트(15)보다도 LCD 패널(11)측(Z2측)에, 특정한 편광 상태의 광을 투과하고, 그 이외의 편광 상태의 광에 대해서는 반사하는 기능을 갖는 편광 선택 반사 시트를 배치하여도 된다. 또한, 이와 같은 편광 선택 반사 시트를 사용하는 경우에는, 편광 선택 반사 시트의 투과축이, LCD 패널(11)의 입광측(Z1측)에 위치하는 도시하지 않은 편광판의 투과축과 평행해지도록 배치하는 것이, 휘도 향상이나 광의 이용 효율 향상의 관점에서 바람직하다. 이와 같은 편광 선택 반사 시트로서는, 예를 들어 DBEF 시리즈(스미토모 쓰리엠사 제조)를 사용할 수 있다.
또한, 광 확산 시트(16)로 한정되지 않고, 렌티큘러 렌즈 시트 등의 각종 광학 시트 등을 배치하여도 된다.
또한, 광 확산 시트(16)의 LCD 패널(11)측에, 전술한 바와 같이 편광 선택 반사 시트나 각종 광학 시트 등을 더 배치하여도 된다.
(출광측 단위 광학 형상의 시뮬레이션에 의한 평가)
다음으로, 도광판의 출광면에 설치되는 출광측 단위 광학 형상을 복수 종류 설정하고, Z2측에서 본 도광판의 출광면에 있어서, 광원부의 각 LED의 색 얼룩이나 휘도 불균일이 기인으로 되는 줄무늬 형상의 얼룩 및 핫스폿의 발생 유무에 대하여 시뮬레이션을 행하여 평가하였다.
도 8은, 시뮬레이션에 사용한 각 실시예 및 각 비교예의 도광판 모델을 나타내는 도면이다. 도 8의 (a)는, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가에 사용한 도광판의 모델을 나타내는 도면이며, 도 8의 (b)는, 핫스폿의 평가에 사용한 도광판의 모델을 나타내는 도면이다.
본 시뮬레이션의 평가에서는, 사이버넷 시스템사 제조의 LightTools 버전 7을 사용하였다. 시뮬레이션에 사용한 실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 5의 도광판은, 전술한 실시 형태와 마찬가지로, 광의 도광 방향을 X방향(X1-X2 방향)이라 하고, 그에 직교하는 방향을 Y방향(Y1-Y2 방향)이라 하고, 두께 방향을 Z 방향(Z1-Z2 방향)이라 한다(도 1 참조). 또한, 도광판의 X1측의 면에 입광면이, Z2측의 면에 출광면이, 각각 형성되어 있으며, 그 출광면에는, 출광측 단위 광학 형상이 형성되어 있다.
줄무늬 얼룩의 평가에 사용한 실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 5의 도광판 시뮬레이션 모델은, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, X방향의 치수가 80㎜, Y방향의 치수가 40㎜, 두께가 0.7㎜이다. 이들 도광판의 입광면에는, 점 광원으로서 1개의 LED가, 입광면의 Y방향에서의 중앙부에 배치되어 있다.
핫스폿의 평가에 사용한 실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 5의 도광판 시뮬레이션 모델은, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, X방향의 치수가 30㎜, Y방향의 치수가 50㎜, 두께가 0.7㎜로 형성되어 있다. 또한, 이들 도광판의 입광면에는, 점 광원으로서 복수의 LED가 Y방향으로 등간격(8.5㎜ 간격)으로 배치되어 있다.
실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 5의 도광판의 출광측 단위 광학 형상은, 각각, 그 배열 피치 P2가 P2=36㎛이며, 또한 폭 W21이 W21=36㎛이다.
실시예 1 내지 8의 도광판에 설치되는 출광측 단위 광학 형상은, 도 3에 도시한 바와 같이, 오목 곡면(135a) 및 경사면(135b)으로 구성되어 있으며, 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R이, 각각 전술한 수치 범위(r≥W21/(4×sinθ), 20°≤θ≤45°, 50%≤R≤80%)를 만족한 형상으로 형성되어 있다.
비교예 1 내지 3의 출광측 단위 광학 형상은, 전술한 실시예 1 내지 8의 출광측 단위 광학 형상과 마찬가지의 형상을 갖고 있지만, 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ 중 어느 하나가 전술한 수치 범위를 만족하지 않은 형상으로 형성되어 있다.
도 16은, 비교예 4 및 비교예 5의 도광판의 출광측 단위 광학 형상을 설명하는 도면이다. 비교예 4, 5의 출광측 단위 광학 형상은, 도 16에 도시한 바와 같이, 출광면으로부터 Z2측으로 볼록해지고, YZ면에서의 단면 형상이 오각 형상으로 형성되어 있다. 비교예 4, 5의 출광측 단위 광학 형상은, 도 16에 도시한 단면에 있어서, 그 정점 t를 통해 두께 방향(Z 방향)으로 평행한 선을 경계로 좌우 대칭으로 형성되어 있으며, 경사각이 상이한 2종류의 경사면이 형성되어 있다. 비교예 4, 5의 출광측 단위 광학 형상의 Z1측의 경사면은, 출광면에 대하여 45°로 경사져 있으며, 또한 Z2측의 경사면은, 출광면에 대하여 20°로 경사져 있다.
비교예 4의 출광측 단위 광학 형상은, 그 배열 방향(Y방향)에서의 폭 W4에 대한, 정점 t를 사이에 두는 Z2측의 경사면 폭 W5의 비율(W5/W4)이 60％가 되도록 형성되어 있다. 비교예 5의 출광측 단위 광학 형상은, 동 비율(W5/W4)이 80％가 되도록 형성되어 있다.
시뮬레이션에 의한 평가 결과를 이하의 표 1에 정리한다.
도 9는, 실시예 2, 비교예 4, 비교예 5의 도광판 시뮬레이션에 의한 줄무늬 얼룩의 평가 결과를 나타내는 도면이다. 도 9의 (a)는, 실시예 2의 도광판의 광의 강도 분포를 나타내는 도면이며, 도 9의 (b)는, 비교예 4의 도광판의 광의 강도 분포를 나타내는 도면이며, 도 9의 (c)는, 비교예 5의 도광판의 광의 강도 분포를 나타내는 도면이다. 도 9의 각 도면 종축은 규격화된 광의 강도를 나타내고, 횡축은 도광판의 Y방향의 위치를 나타낸다.
줄무늬 형상의 얼룩의 평가는, 우선, 전술한 치수(X×Y: 80㎜×40㎜)의 시뮬레이션의 모델을 10000점으로 분할해서 각 점에서의 광의 강도를 연산한다. 그리고, 도 8의 (a) 및 도 9에 도시한 바와 같이, Y방향에 평행한 선 위이며 광원부의 배치 위치로부터 X2측으로 5㎜ 떨어진 위치 A1에서의 광의 강도 분포와, Y방향에 평행한 선 위이며 광원부의 배치 위치로부터 X2측으로 50㎜ 떨어진 위치 A2에서의 Y방향의 광 강도 분포를 구한다. 각 위치(A1, A2)의 광의 강도 분포를 최댓값으로 나눔으로써 규격화하고, 광의 강도가 최댓값(1.0)의 절반(0.5)으로 되는 Y방향의 폭(B1, B2)을 구한다. 그리고, (위치 A2에서의 폭 B2)/(위치 A1에서의 폭 B1)을 구하고, B2/B1≥5.0인 경우, 광이 충분히 Y방향으로 확장되고, 줄무늬 형상의 얼룩이 충분히 억제되는 것이라 판정하고, 줄무늬 얼룩의 평가를 ◎로 한다. 또한, 4.5≤B2/B1<5.0인 경우, 약간의 줄무늬 형상의 얼룩이 확인되지만, 제품으로서 충분히 사용 가능한 범위인 것이라 판정하고, 줄무늬 얼룩의 평가를 ○로 한다. 한편, B2/B1<4.5인 경우, 광의 Y방향으로의 확장이 충분하지 않아, 줄무늬 형상의 얼룩이 명확하게 보이는 것이라 판정하고, 줄무늬 얼룩의 평가를 ×로 하였다.
핫스폿의 평가는, 우선, 전술한 치수(X×Y: 30㎜×50㎜)의 시뮬레이션의 모델을 10000점으로 분할해서 각 점에서의 광의 강도를 연산한다. 그리고 나서, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, X방향에 평행한 선이며 점 광원의 중심을 통과하는 선 C1 위에서의 광의 강도 분포와, X방향에 평행한 선이며 서로 인접하는 점 광원 간(광원부 중에서 가장 어두운 부분)을 통과하는 선 C2 위에서의 광의 강도 분포를 구한다. 그리고, X방향이 동일한 위치에서의 선 C1 상의 광의 강도 D1과, 선 C2 위의 광의 강도 D2를 비교하고, X방향의 전역에 있어서 100×D2/D1≤110%인 경우, 핫스폿이 보이지 않는 것이라 판정하고, 핫스폿의 평가를 ◎로 하였다. 또한, X방향의 일부에 있어서 100×D2/D1이 110％를 초과해버리지만, X방향의 전역에 있어서 100×D2/D1≤130%인 경우, 약간의 핫스폿이 확인되지만, 제품으로서 충분히 사용 가능한 범위인 것이라 판정하고, 줄무늬 얼룩의 평가를 ○로 한다. 한편, X방향의 적어도 일부에 있어서 100×D2/D1≥130%인 경우, 핫스폿이 명확하게 보이는 것이라 판정하고, 핫스폿의 평가를 ×로 하였다.
Figure pct00001
실시예 1의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 15.7㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 40°이며, 비율 R이 50%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R이, 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성된 것이다. 그 결과, 실시예 1의 도광판은, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎로 되고, 핫스폿의 평가가 ◎로 되어 종합 평가가 ◎로 되었다.
실시예 2의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 25.1㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 40°이며, 비율 R이 80%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R이, 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성된 것이다. 실시예 2의 도광판은, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, B2/B1이 5.22로 되고, 도광판의 위치 A2에 있어서, Y방향의 양단부에서의 휘도가 높아져 있으므로, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎로 되었다. 또한, 핫스폿의 평가도 100×D2/D1이, 도광 방향(X방향)에 있어서 모두 110% 이하였으므로, ◎로 되었다. 그 결과, 실시예 2의 도광판은, 종합 평가가 ◎로 되었다.
실시예 3의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 18.0㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 30°이며, 비율 R이 50%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성된 것이다. 그 결과, 실시예 3의 도광판은, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎로 되고, 핫스폿의 평가가 ◎로 되어 종합 평가가 ◎로 되었다.
실시예 4의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 28.8㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 30°이며, 비율 R이 80%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성된 것이다. 그 결과, 실시예 4의 도광판은, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎로 되고, 핫스폿의 평가가 ◎로 되어 종합 평가가 ◎로 되었다.
실시예 5의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 26.4㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 20°이며, 비율 R이 50%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성된 것이다. 그 결과, 실시예 5의 도광판은, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎로 되고, 핫스폿의 평가가 ◎로 되어 종합 평가가 ◎로 되었다.
실시예 6의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 42.1㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 20°이며, 비율 R이 80%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성된 것이다. 그 결과, 실시예 6의 도광판은, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎로 되고, 핫스폿의 평가가 ◎로 되어 종합 평가가 ◎로 되었다.
실시예 7의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 12.8㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 45°이며, 비율 R이 50%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성된 것이다. 그 결과, 실시예 7의 도광판은, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ○로 되고, 핫스폿의 평가가 ◎로 되어 종합 평가가 ○로 되었다.
실시예 8의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 20.4㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 45°이며, 비율 R이 80%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성된 것이다. 그 결과, 실시예 8의 도광판은, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ○로 되고, 핫스폿의 평가가 ◎로 되어 종합 평가가 ○로 되었다.
비교예 1의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 34.8㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 15°이며, 비율 R이 50%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 비율 R이, 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성되어 있지만, 최대 경사 각도 θ가 바람직한 범위의 하한값으로부터 벗어난 값으로 형성되어 있다. 그 결과, 비교예 1의 도광판은, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎로 되었지만, 핫스폿의 평가가 ×로 되어 종합 평가가 ×로 되었다.
비교예 2의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 55.6㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 15°이며, 비율 R이 80%이기 때문에, 전술한 곡률 반경 r, 비율 R이, 각각 상술한 바람직한 수치 범위 내에서 형성되어 있지만, 최대 경사 각도 θ가 바람직한 범위의 하한값으로부터 벗어난 값으로 형성되어 있다. 그 결과, 비교예 2의 도광판은, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎로 되었지만, 핫스폿의 평가가 ×로 되어 종합 평가가 ×로 되었다.
비교예 3의 도광판은, 출광측 단위 광학 형상이 YZ면에서의 단면이 대략 삼각 형상으로 오목해진 형상으로 형성되어 있으며, 출광측 단위 광학 형상의 곡률 반경 r이 0.0㎛이며, 최대 경사 각도 θ가 30°이며, 비율 R이 0%이기 때문에, 전술한 최대 경사 각도 θ가 전술의 바람직한 범위 내에서 형성되어 있지만, 곡률 반경 r, 비율 R이 각각 전술의 바람직한 수치 범위로부터 벗어난 값으로 형성되어 있다. 그 결과, 비교예 3의 도광판은, 핫스폿의 평가가 ◎로 되었지만, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ×로 되어 종합 평가가 ×로 되었다.
비교예 4의 도광판은, 전술한 바와 같이, 출광측 단위 광학 형상이, 출광면으로부터 Z2측으로 볼록해지고, YZ 단면에서의 단면 형상이 오각 형상으로 형성되어 있다. 또한, 비교예 4의 출광측 단위 광학 형상은, 그 배열 방향(Y방향)에서의 폭 W4에 대한, 정점 t를 사이에 두는 Z2측의 경사면 폭 W5의 비율(W5/W4)이 60％가 되도록 형성되어 있다. 비교예 4의 도광판은, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 폭 B2/B1이 4.33으로 되고, 도광판의 위치 A2에 있어서, Y방향에서의 양단부의 휘도가 중앙부의 휘도에 비해서 대폭 낮게 되어 있으므로, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ×로 되었다. 이에 반하여 핫스폿의 평가는, 100×D2/D1이, 도광 방향(X방향)에 있어서 모두 110% 이하였으므로, ◎로 되었다. 그 결과, 비교예 4의 도광판은, 종합 평가가 ×로 되었다.
비교예 5의 도광판은, 비교예 4의 도광판과 마찬가지로, 출광측 단위 광학 형상이, 출광면으로부터 Z2측으로 볼록해지고, YZ 단면에서의 단면 형상이 오각 형상으로 형성되어 있다. 또한, 비교예 5의 출광측 단위 광학 형상은, 그 배열 방향(Y방향)에서의 폭 W4에 대한, 정점 t를 사이에 두는 Z2측의 경사면 폭 W5의 비율(W5/W4)이 80％가 되도록 형성되어 있다. 여기서, 비교예 5의 도광판은, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, B2/B1이 5.56으로 되고, 도광판의 위치 A2에 있어서, Y방향의 양단부에서의 휘도가 높아져 있으므로, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎로 되었다. 그러나, 핫스폿의 평가는, 100×D2/D1이, 도광 방향(X방향)에 있어서 130％를 초과한 개소가 복수 존재했으므로, ×로 되었다. 그 결과, 비교예 5의 도광판은, 종합 평가가 ×로 되었다.
이상으로부터, 비교예 1 내지 3의 도광판과 같이, 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ 중 적어도 하나의 수치 범위가 만족되지 않으면, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가 및 핫스폿의 평가 중 어느 하나가 ×로 되어 버리는 것이 확인되었다.
또한, 비교예 4 및 비교예 5는, 출광측 단위 광학 형상의 폭 W5에 대한 Z2측의 경사면 폭 W4의 비율(W5/W4)을 변화시키고 있지만, 비교예 4와 같이 핫스폿의 평가가 ◎인 경우, 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ×로 되어 버리고, 비교예 5와 같이 줄무늬 형상의 얼룩의 평가가 ◎인 경우, 핫스폿의 평가가 ×로 되어 버리는 것이 확인되었다.
이에 반하여, 실시예 1 내지 8의 도광판은, 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R의 각각이, 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 출광측 단위 광학 액상을 형성하면, 줄무늬 형상의 얼룩을 억제함과 함께, 핫스폿이 발생되어 버리는 것을 억제할 수 있음이 확인되었다.
이상으로부터, 본 실시 형태의 도광판(13)은 이하의 효과를 발휘한다.
(1) 본 실시 형태의 도광판(13)은, 출광측 단위 광학 형상(135)이 도광 방향(Y방향)으로 연장되고, 출광면(13c)으로부터 오목해진 홈 형상으로 형성되고, 그 홈 형상의 저부(135c)가 배면(13d)측으로 오목해지는 오목 곡면(135a)으로 형성되어 있으며, 오목 곡면(135a)의 양단부에, 단부 끝부(135d)로부터 저부(135c)측으로 경사지는 경사면(135b)이 형성되어 있다. 이 경사면(135b)에 접하는 면과 출광면(13c)이 이루는 최대 경사 각도 θ가 20°≤θ≤45°를 만족하고, 오목 곡면(135a)의 곡률 반경 r이 r≥W21/(4×sinθ)를 만족한다.
이에 의해, 본 실시 형태의 도광판(13)은, 도광판 내에 있어서 도광되는 광을 보다 Y방향으로 확장해서 출광할 수 있어, 광원부(12)에 사용되는 LED에 색 얼룩이나 휘도 불균일이 존재하고 있었다고 해도, 출광면의 중앙 부분에 줄무늬 형상의 얼룩이 발생되어 버리거나, 입광면 근방에 핫스폿이 발생되어 버리는 등을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)을 이와 같은 형태로 함으로써, 도광판(13)의 출광면에 부착된 먼지 등의 이물을 에어 블로우 등에 의해 용이하게 제거하는 것이 가능해진다.
(2) 본 실시 형태의 도광판(13)은, 출광측 단위 광학 형상(135)이, 그 배열 방향에서의 출광측 단위 광학 형상(135)의 폭 W21에 대한 오목 곡면(135a)의 폭 W22의 비율 R=W22/W21이, 50%≤R≤80%이다. 이에 의해, 전술한 줄무늬 형상의 얼룩 및 핫스폿의 억제 효과를 더 효과적으로 발휘할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 제2 실시 형태의 도광판(13)에 대하여 설명한다.
도 10은, 본 실시 형태의 도광판(13)의 형상을 설명하는 도면이다. 도 10의 (a)는, 출광측 단위 광학 형상(135)을 설명하는 도면이며, 도 10의 (b)는, 배면측 단위 광학 형상(131)을 설명하는 도면이다. 도 10의 (a)에서는, 도광판(13)의 YZ면에 평행한 단면의 일부를 확대해서 나타내고, 도 10의 (b)에서는, 도광판(13)의 XZ면에 평행한 단면의 일부를 확대해서 나타내고 있다.
도 11은, 본 실시 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)의 상세를 설명하는 도면이다. 도 11에서는, 도 10의 (a)에 도시한 도광판(13)의 YZ면에 평행한 단면의 일부를 더 확대해서 나타내고 있다.
또한, 이하의 설명 및 도면에 있어서, 전술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 기능을 발휘하는 부분에는, 동일한 부호 또는 말미에 동일한 부호를 부여하여, 중복되는 설명을 적절히 생략한다.
본 실시 형태의 도광판(13)은, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 인접하는 출광측 단위 광학 형상(135) 사이에 평탄부(136)가 설치되어 있는 점에서, 전술한 제1 실시 형태의 도광판(13)과 상이하다.
도광판(13)은, 도 10에 도시한 바와 같이, 출광면(13c)에는, 출광측 단위 광학 형상(135)이 복수 배열해서 형성되고, 배면(13d)에는, 배면측 단위 광학 형상(131)이 복수 배열되어 형성되어 있다.
출광측 단위 광학 형상(135)은, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 출광면측(LCD 패널(11)측, Z2측)으로부터 오목해진 홈 형상으로 형성되어 있으며, X방향(도광 방향)으로 연장되고, Y방향으로 복수 인접하여 배열되어 있다.
출광측 단위 광학 형상(135)은, 도 10의 (a) 및 도 11에 도시한 바와 같이, 그 홈 형상의 저부(135c)에 배면(13d)측으로 오목해지는 오목 곡면(135a)이 형성되어 있으며, 또한, 그 오목 곡면(135a)의 Y방향의 양단부에, 홈 형상의 단부 끝부(135d)로부터 저부(135c)측으로 경사지는 평탄한 경사면(135b)이 형성되어 있다. 출광측 단위 광학 형상(135)은, 도 11에 도시한 단면에 있어서, 저부(135c)를 통과하여 두께 방향(Z 방향)에 평행한 선을 경계로 좌우 대칭으로 형성되어 있다.
이에 의해, 본 실시 형태의 도광판(13)은, 도광판 내에서 도광되는 광을 보다 Y방향으로 확장해서 출광할 수 있어, 광원부(12)에 사용되는 LED에 색 얼룩이나 휘도 불균일이 존재하고 있다고 해도, 출광면의 중앙 부분에 줄무늬 형상의 얼룩이 발생되어 버리거나, 입광면 근방에 핫스폿이 발생되어 버리는 등을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 출광측 단위 광학 형상(135)을 이와 같은 형태로 함으로써, 도광판(13)의 출광면에 부착된 먼지 등의 이물을 에어 블로우 등에 의해 용이하게 제거하는 것이 가능해진다.
도 12는, 비교예의 도광판 출광면의 형상을 나타내는 도면이다. 도 12는, 도 10의 (a)에 대응하는 도면이다.
여기서, 도 1에 도시한 바와 같이, 도광판의 출광면 위에는, 프리즘 시트(15) 등의 편향 광학 시트가 배치된다. 그로 인해, 도광판의 출광면 위에 출광측 단위 광학 형상이 형성되어 있는 경우, 도광판의 출광면과 프리즘 시트의 접촉 면적이 좁아져 버린다.
예를 들어, 도 12에 도시한 바와 같이, 도광 방향에 직교하는 면(YZ면)에서의 단면 형상이 대략 원호 형상으로 형성된 홈 형상이, 도광판의 출광면의 Y방향으로 간극 없이 배열되어 있는 경우, 각 홈 형상의 경계부 s1이 프리즘 시트와의 접촉부로 되어, 도광판과 프리즘 시트와의 접촉 면적은 매우 좁아진다.
이와 같이, 도광판과 프리즘 시트와의 접촉 면적이 좁아지면, 도광판 및 프리즘 시트를 적층시킨 상태에서 운반하거나, 면 광원 장치나 표시 장치의 조립 작업을 행하거나 하는 경우에 발생하는 진동에 의해, 프리즘 시트의 도광판측의 면에 흠집이 생기거나, 도광판의 출광측 단위 광학 형상 간의 경계부 s1에 흠집이 생기거나, 파손되거나 하는 경우가 있었다. 특히, 도 6에 도시한 프리즘 시트와 같이, 도광판측의 면에 단위 프리즘이 형성되어 있는 경우, 도광판 및 프리즘 시트 간의 접촉 면적이 더 좁아져버려서, 전술한 흠집이나 파손이 보다 발생되기 쉬워져버린다.
또한, 도광판이나 프리즘 시트에 부착된 미세한 먼지 등이 접촉 부분에 끼어버려, 도광판이나 프리즘 시트에 흠집이 생기거나, 파손되거나 하는 경우도 있었다.
따라서, 본 실시 형태의 도광판(13)은, 전술한 문제를 회피하기 위해서, 인접하는 출광측 단위 광학 형상(135) 사이에, 출광면(13c)과 대략 평행한 평탄부(136)가 설치되어 있다. 도광판(13)의 출광면(13c)에 있어서, 출광측 단위 광학 형상(135)이 출광면(13c)으로부터 오목해진 홈 형상으로 형성되어 있기 때문에, 이 평탄부(136)가 도광판(13)의 두께 방향(Z 방향)에 있어서, 가장 출광측(Z2측)이 위치하는 부위로 되어, 출광면(13c) 위에 적층되는 프리즘 시트(15)와 접촉한다.
이와 같이 출광측 단위 광학 형상(135) 사이에 평탄부(136)를 설치함으로써, 도광판(13)은, 출광면(13c)과 프리즘 시트(15)의 도광판(13)측의 면과의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 이에 의해, 도광판(13)은, 출광측 단위 광학 형상(135)의 경계부(평탄부(136))나, 프리즘 시트(15)의 도광판(13)측의 면에 흠집이 생기거나, 파손되거나 해버리는 것을 대폭 억제할 수 있다.
여기서, 평탄부(136)가 출광면(13c)과 대략 평행이란, 평탄부(136)가 출광면(13c)에 대하여 완전히 평행한 경우뿐만 아니라, 평탄부(136)가 출광면(13c)에 대하여 약간 경사(예를 들어, 출광면에 대하여 ±5도의 범위에서 경사)져 있는 경우도 포함하는 것을 의미한다.
또한, 평탄부(136)란, 완전히 평탄한 면뿐만 아니라, Z1측으로 미소하게 만곡된 오목 곡면 형상이나, Z2측으로 미소하게 만곡된 볼록 곡면 형상으로 형성되는 면(오목 곡면 및 볼록 곡면의 곡률 반경은, 예를 들어 10㎛ 이상)도 포함하는 것을 의미한다.
이 출광측 단위 광학 형상(135)의 배열 피치는, P2이며, 배열 방향(Y방향)에서의 출광측 단위 광학 형상(135)의 폭은, W21이다. 또한, 배열 방향(Y방향)에서의 평탄부(136)의 폭은, W23이다. 본 실시 형태에서는, 출광측 단위 광학 형상(135) 및 평탄부(136)가 교대로 배열되어 있기 때문에, 배열 피치 P2는, 출광측 단위 광학 형상(135)의 폭 W21 및 평탄부(136)의 폭 W23의 합과 동등한 형태로 된다(P2=W21+W23).
또한, 출광측 단위 광학 형상(135)의 경사면(135b)에 접하는 면과 도광판(13)의 출광면(13c)(도광판(13)의 출광측의 판면, XY면에 평행한 면, 도 11 중의 일점쇄선)이 이루는 최대 경사 각도는, θ이다. 또한, 도광판(13)의 출광면(13c)(도광판(13)의 출광측의 판면, XY면에 평행한 면, 도 11 중의 일점쇄선)으로부터 출광측 단위 광학 형상(135)의 저부(135c)까지의 거리(이하, 출광측 단위 광학 형상(135)의 깊이라고 함)는, h2이다. 또한, 출광측 단위 광학 형상(135)에 형성되는 오목 곡면(135a)의 배열 방향(Y방향)의 폭은, W22이다.
배열 피치 P2로서는, 10 내지 100㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.
배열 피치 P2가 이 범위보다도 작으면, 출광측 단위 광학 형상(135)의 제조가 곤란하게 되어, 설계대로의 형상이 얻어지지 않게 된다. 또한, 배열 피치 P2가 이 범위보다도 크면, LCD 패널(11)의 화소와의 무아레가 발생하기 쉬워지거나, 면 광원 장치(10) 등으로서의 사용 상태에 있어서, 출광측 단위 광학 형상(135)의 피치가 인식되기 쉬워지거나 한다. 따라서, 배열 피치 P2는, 상기 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 평탄부(136)의 폭 W23은, 0.5㎛≤W23≤2.5㎛의 범위에서 형성되는 것이 바람직하다. 가령, 평탄부(136)의 폭 W23이 0.5㎛ 미만인 경우, 평탄부(136)의 폭이 너무 좁아져버려, 평탄부(136)나, 프리즘 시트(15)의 도광판측의 면에 흠집을 내거나, 파손시키거나 하므로 바람직하지 않다. 또한, 평탄부(136)의 폭 W23이 2.5㎛보다도 큰 경우, 도광판(13) 및 프리즘 시트(15)의 흠집 발생 등은 회피할 수 있지만, 도광판(13)으로부터 출광하는 광에 핫스폿이 현저하게 발생해버릴 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다. 도광판(13)으로부터 출광하는 광에 핫스폿이 발생되어 버리는 것을 보다 효과적으로 억제하는 관점에서, W23은, 2.0㎛ 이하(W23≤2.0㎛)인 것이 보다 바람직하다.
(시험체의 흠집 등의 발생의 평가)
다음으로, 출광면의 평탄부의 폭 W23이 서로 다른 복수 종류의 도광판을 제작하고, 각 도광판에 프리즘 시트(도 6 참조)를 적층한 각 시험체(시험체 1 내지 18)를 각각 가진기에 의해 진동시켜서, 도광판 및 프리즘 시트의 각각에 발생하는 흠집이나, 파손의 평가 시험의 결과에 대하여 설명한다.
도 13은, 평가에 사용한 시험체의 진동 시험의 상태를 나타내는 도면이다.
도 14는, 각 시험체의 평가 결과를 정리한 도면이다.
본 평가에 있어서 사용되는 각 시험체는, 전술한 바와 같이, 도광판과, 도광판의 출광면 위에 적층되는 프리즘 시트로 구성되어 있다. 여기서, 도광판과 프리즘 시트란, 대향하는 2변에 점착 테이프 T1이 부착됨으로써 서로 고정되어 있다.
각 시험체는, 도 13에 도시한 바와 같이, 가진기(100)의 가진대(101) 위에 점착 테이프 T2에 의해 고정된다. 가진기(100)는, 아이덱스사 제조의 BF-50UC를 사용하고 있으며, 연직 방향 및 수평 방향의 3방향으로 랜덤하게 가진대를 소정의 주파수 및 가속도로 진동시킬 수 있다. 본 평가 시험에서는, 가진기(100)는, 주파수 67㎐, 가속도 10G에 의해, 시험체를 고정한 가진대(101)를 진동시킨다. 각 시험체에 사용되는 도광판 및 프리즘 시트는, 각각이 대각 8인치의 크기로 형성되어 있다.
또한, 각 시험체에 사용되는 프리즘 시트는, 전술한 실시 형태(도 6 참조)와 마찬가지로, 도광판과 대향하는 면에 단위 프리즘이 복수 배열되어 있으며, 자외선 경화형 아크릴계 수지에 의해 형성되어 있다. 또한, 각 시험체에 사용되는 프리즘 시트는, 그 영률이 63.1MPa이며, 복원 일률이 29.0%이다. 시험체 1 내지 6에 사용되는 프리즘 시트는, 단위 프리즘의 꼭지각 ε이 58.5도이며, 시험체 7 내지 12에 사용되는 프리즘 시트는, 단위 프리즘의 꼭지각 ε이 68.1도이며, 시험체 13 내지 18에 사용되는 프리즘 시트는, 단위 프리즘의 꼭지각 ε이 75.0도이다.
각 시험체에 사용되는 프리즘 시트는, 아크릴산2에틸헥실, 페녹시에틸아크릴레이트, EO 변성 비스페놀A 디아크릴레이트, 아크릴산2히드록시에틸, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 루시린 TPO, 인산 트리페닐, 불소계 계면 활성제로 구성되어 있다.
시험체 1, 시험체 7, 시험체 13에 사용되는 도광판은, 출광면에, 오목 곡면 및 경사면으로 구성되는 홈 형상이 Y방향으로 간극 없이 복수 배열되는, 즉, 각 출광측 단위 광학 형상(홈 형상) 간에 평탄부가 형성되지 않은 형태이다(도 12 참조). 그로 인해, 시험체 1, 시험체 7, 시험체 13에 사용되는 도광판은, 평탄부의 폭 W23이, 각각 W23=0㎛이다.
시험체 2 내지 6, 시험체 8 내지 12, 시험체 14 내지 18에 사용되는 도광판은, 출광면에, 오목 곡면 및 경사면으로 구성되는 출광측 단위 광학 형상(홈 형상)과, 평탄부가 교대로 Y방향으로 복수 배열되어 있다(도 10의 (a) 등 참조). 시험체 2 내지 6의 상이점은, 평탄부의 폭 W23의 치수가 각각 상이한 점이다. 마찬가지로, 시험체 8 내지 12의 상이점은, 평탄부의 폭 W23의 치수가 각각 상이한 점이다. 마찬가지로, 시험체 14 내지 18의 상이점은, 평탄부의 폭 W23의 치수가 각각 상이한 점이다.
시험체 2에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=0.5㎛이다.
시험체 3에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=1.5㎛이다.
시험체 4에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=2.0㎛이다.
시험체 5에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=2.5㎛이다.
시험체 6에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=3.6㎛이다.
시험체 8에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=0.5㎛이다.
시험체 9에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=1.5㎛이다.
시험체 10에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=2.0㎛이다.
시험체 11에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=2.5㎛이다.
시험체 12에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=3.6㎛이다.
시험체 14에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=0.5㎛이다.
시험체 15에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=1.5㎛이다.
시험체 16에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=2.0㎛이다.
시험체 17에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=2.5㎛이다.
시험체 18에 사용되는 도광판의 평탄부의 폭 W23은, W23=3.6㎛이다.
각 시험체에 사용되는 도광판은, 열가소성의 아크릴계 수지에 의해 형성되어 있고, 그 영률은 3.0GPa이다.
각 시험체의 흠집 및 파손의 평가 결과와, 각 시험체에 사용한 도광판의 핫스폿의 평가 결과를 도 14에 정리한다. 도 14 중의 「흠집 등의 발생 수」는, 전술한 가진기에 의한 진동 시험에 의해, 도광판의 출광면 또는 프리즘 시트의 도광판측의 면에 흠집이나, 이지러짐 등의 파손이 발생한 수를 육안으로 확인한 결과이다.
또한, 도 14 중의 「핫스폿」은, 각 시험체에 사용한 도광판의 입광면에 광원을 배치해서 광을 입사시킨 경우에, 출광면의 입광면 근방에 휘도 불균일(핫스폿)이 발생하였는지 여부를 육안으로 확인한 결과이다. 핫스폿의 평가는, 핫스폿이 확인되지 않은 경우를 「○」로 하고, 핫스폿이 약간 확인되었지만 제품으로서 충분히 사용할 수 있는 경우를 「△」로 하고, 핫스폿이 명확하게 확인된 경우를 「×」로 하였다.
도 14 중의 종합 평가는, 도광판이나 프리즘 시트에 흠집 등이 발생하지 않고, 또한 핫스폿의 평가가 「○」로 되는 경우를 「◎」로 하고, 도광판이나 프리즘 시트에 흠집 등이 발생하지 않았지만, 핫스폿의 평가가 「△」 또는 「×」로 되는 경우를 「○」로 하고, 도광판이나 프리즘 시트에 흠집 등이 발생되어 버리는 경우를 「×」로 하였다.
(꼭지각 ε=58.5도의 프리즘 시트를 사용한 시험체 1 내지 6의 평가 결과)
도 14에 도시한 바와 같이, 평탄부를 갖지 않는 도광판을 구비하는 시험체 1은, 핫스폿의 평가가 「○」로 되었지만, 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 3군데 보였기 때문에, 종합 평가가 「×」로 되었다.
또한, 시험체 5는 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 보이지 않았지만, 핫스폿의 평가가 「△」로 되었기 때문에, 종합 평가가 「○」로 되었다.
시험체 6은 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 보이지 않았지만, 핫스폿의 평가가 「×」로 되었기 때문에, 종합 평가가 「○」로 되었다.
이에 반하여, 시험체 2 내지 4는, 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 보이지 않는 동시에, 핫스폿의 평가가 「○」였기 때문에, 종합 평가가 「◎」로 되었다.
(꼭지각 ε=68.1도의 프리즘 시트를 사용한 시험체 7 내지 12의 평가 결과)
도 14에 도시한 바와 같이, 평탄부를 갖지 않는 도광판을 구비하는 시험체 7은 핫스폿의 평가가 「○」로 되었지만, 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 2군데 보였기 때문에, 종합 평가가 「×」로 되었다.
또한, 시험체 11은 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 보이지 않았지만, 핫스폿의 평가가 「△」로 되었기 때문에, 종합 평가가 「○」로 되었다.
시험체 12는 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 보이지 않았지만, 핫스폿의 평가가 「×」로 되었기 때문에, 종합 평가가 「○」로 되었다.
이에 반하여, 시험체 8 내지 10은, 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 보이지 않는 동시에, 핫스폿의 평가가 「○」였기 때문에, 종합 평가가 「◎」로 되었다.
(꼭지각 ε=75.0도의 프리즘 시트를 사용한 시험체 13 내지 18의 평가 결과)
도 14에 도시한 바와 같이, 평탄부를 갖지 않는 도광판을 구비하는 시험체 13은 핫스폿의 평가가 「○」로 되었지만, 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 2군데 보였기 때문에, 종합 평가가 「×」로 되었다.
또한, 시험체 17은 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 보이지 않았지만, 핫스폿의 평가가 「△」로 되었기 때문에, 종합 평가가 「○」로 되었다.
시험체 18은 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 보이지 않았지만, 핫스폿의 평가가 「×」로 되었기 때문에, 종합 평가가 「○」로 되었다.
이에 반하여, 시험체 14 내지 16은, 도광판이나, 프리즘 시트에 흠집 등이 보이지 않는 동시에, 핫스폿의 평가가 「○」였기 때문에, 종합 평가가 「◎」로 되었다.
이상의 결과로부터, 평탄부의 폭 W23이 0.5㎛ 이상이면, 도광판 및 프리즘 시트에 흠집 등이 발생되어 버리는 것을 충분히 회피할 수 있음이 확인되었다. 또한, 평탄부의 폭(23)이 2.5㎛보다도 크면, 흠집 등의 발생은 피할 수 있지만, 도광판으로부터 출광하는 광에 핫스폿이 발생하기 쉬워져 버리는 것이 확인되었다. 또한, 평탄부의 폭(23)이 2.0㎛ 이하이면, 핫스폿의 발생을 충분히 억제할 수 있음이 확인되었다.
따라서, 도광판의 평탄부의 폭 W23은, 0.5㎛≤W23≤2.5㎛를 만족함으로써, 흠집 등을 방지함과 함께, 도광판의 양호한 출광 특성을 얻을 수 있음이 확인되고, 또한 0.5㎛≤W23≤2.0㎛를 만족함으로써, 핫스폿의 발생을 보다 억제하여, 도광판의 더 양호한 출광 특성을 얻을 수 있음이 확인되었다.
또한, 프리즘 시트의 단위 프리즘의 꼭지각 ε이 상이한 경우에서도, 시험체 1 내지 6과, 시험체 7 내지 12와, 시험체 13 내지 18의 흠집 등의 발생과, 핫스폿의 발생 경향이 마찬가지로 되어, 시험체 1 내지 6과 같이 꼭지각 ε이 보다 예각이 된 경우에서도, 흠집 등을 방지함과 함께, 도광판의 양호한 출광 특성을 얻을 수 있음이 확인되었다.
이상에 의해, 본 실시 형태의 도광판(13)은, 이하의 효과를 발휘한다.
(1) 본 실시 형태의 도광판(13)은, 인접하는 출광측 단위 광학 형상(135) 사이에, 출광면(13c)에 대략 평행한 평탄부(136)가 설치되어 있다. 이에 의해, 도광판(13)의 출광면(13c) 위에 프리즘 시트(15) 등의 편향 광학 시트가 배치된 경우에, 프리즘 시트(15)나, 출광측 단위 광학 형상(135) 사이의 경계부(평탄부(136))에 흠집이 생기거나, 파손되어 버리는 것을 대폭 억제할 수 있다.
(2) 본 실시 형태의 도광판(13)은, 평탄부(136)의 출광측 단위 광학 형상(135)의 배열 방향에서의 폭 치수 W23이, 0.5㎛≤W23≤2.5㎛이므로, 도광판이나, 프리즘 시트의 흠집 발생 등을 보다 효율적으로 억제함과 함께, 도광판으로부터 출광하는 광에 핫스폿이 발생되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
(3) 본 실시 형태의 도광판(13)은, 평탄부(136)의 출광측 단위 광학 형상(135)의 배열 방향에서의 폭 치수 W23이, 0.5㎛≤W23≤2.0㎛이므로, 도광판이나, 프리즘 시트의 흠집 발생 등을 보다 효율적으로 억제함과 함께, 도광판으로부터 출광하는 광에 핫스폿이 발생되어 버리는 것을 보다 효율적으로 억제할 수 있다.
(4) 본 실시 형태의 도광판(13)은, 출광측 단위 광학 형상(135)(홈 형상)의 저부(135c)가 배면측(Z1측)으로 오목해지는 오목 곡면(135a)으로 형성되어 있으므로, 도광판 내에서 도광되는 광을 보다 Y방향으로 확장해서 출광할 수 있어, 광원부(12)에 사용되는 LED에 색 얼룩이나 휘도 불균일이 존재하고 있다고 해도, 출광면의 중앙 부분에 줄무늬 형상의 얼룩이 발생되어 버리거나, 입광면 근방에 핫스폿이 발생되어 버리거나 하는 것을 억제할 수 있다.
(변형 형태)
이상 설명한 실시 형태로 한정되지 않고, 다양한 변형이나 변경이 가능하며, 그들도 본 발명의 범위 내이다.
도 15는, 변형 형태의 출광측 단위 광학 형상을 나타내는 도면이다.
도 17은, 변형 형태의 출광측 단위 광학 형상을 나타내는 도면이다.
도 18은, 변형 형태의 출광측 단위 광학 형상을 나타내는 도면이다.
도 19는, 변형 형태의 출광측 단위 광학 형상을 나타내는 도면이다.
(1) 전술한 제1 실시 형태에 있어서, 출광측 단위 광학 형상(135)은, 경사면(135b)이 홈 형상의 단부 끝부(135d)로부터 저부(135c)측으로 경사지는 평탄한 면인 예를 나타내었지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 경사면(135b)은 평탄하지 않고, 도 15의 (a)에 도시한 바와 같이, 배면(13d)측으로 오목해지는 오목 형상의 곡면으로 형성되도록 하여도 된다. 이 경우에도, 도광판(13)의 출광측 단위 광학 형상(135)은 곡률 반경 r, 최대 경사 각도 θ, 비율 R이 각각 전술의 바람직한 수치 범위 내에서 형성됨으로써, 전술한 실시 형태의 도광판과 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
(2) 전술한 제1 실시 형태에 있어서, 도광판(13)은, 복수의 출광측 단위 광학 형상(135)이 인접하여 설치되는 예를 나타내었지만, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 각 출광측 단위 광학 형상(135) 사이에 평탄부(135e)를 설치할 수도 있다. 또한, 이 평탄부(135e)는, 하나의 평면만으로 형성되도록 해도 되고, 또한 복수의 평면으로부터 형성되도록 해도 되며, 또한 Z1측으로 오목해지는 곡면 형상이나, Z2측으로 볼록해지는 곡면 형상으로 형성되도록 하여도 된다. 이와 같이 평탄부(135e)를 설치함으로써, 전술한 실시 형태의 도광판과 같이, 서로 인접하는 출광측 단위 광학 형상의 경계가 예리하게 되어 버리는 것을 방지할 수 있어, 출광면측에 배치되는 프리즘 시트(15)에 흠집이 생기거나, 출광측 단위 광학 형상 간의 상기 경계 부분이 파손되어 버리는 등을 방지할 수 있다.
(3) 전술한 제2 실시 형태에 있어서, 출광측 단위 광학 형상(135)은 그 홈 형상의 저부(135c)에 배면(13d)측(Z1측)으로 오목해지는 오목 곡면(135a)이 형성되는 예로 설명하였지만(도 10의 (a) 참조), 이것으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 출광측 단위 광학 형상(135)은, 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 도광 방향에 직교하는 면(YZ면)에서의 단면 형상이, 2개의 경사면(135a, 135b)으로 구성되는 삼각 형상의 홈 형상으로 형성되도록 하여도 된다. 또한, 출광측 단위 광학 형상(135)은, 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, YZ면에서의 단면 형상이 복수의 경사면(135a, 135b, 135e, 135f)으로 구성되는 오각 형상의 홈 형상으로 형성되도록 하여도 된다. 이들 경우라도, 각 출광측 단위 광학 형상(135)(홈 형상) 간에 평탄부(136)를 설치함으로써, 전술한 실시 형태와 마찬가지의 효과를 발휘할 수 있다.
(4) 전술한 제2 실시 형태에 있어서, 출광측 단위 광학 형상(135)은, 경사면(135b)이 홈 형상의 단부 끝부(135d)로부터 저부(135c)측으로 경사지는 평탄한 면인 예를 나타내었지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 경사면(135b)은 평탄하지 않고, 도 18에 도시한 바와 같이, 배면(13d)측으로 오목해지는 오목 형상의 곡면으로 형성되도록 하여도 된다.
(5) 전술한 제2 실시 형태에 있어서, 출광측 단위 광학 형상(135)은, 각 평탄부(136)가 도광판의 두께 방향에 있어서 동등한 높이로 형성되는 예를 나타내었지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 19에 도시한 바와 같이, 각 평탄부(136)는, 출광면(13c) 위에 위치하는 평탄부(136a)와, 출광면(13c)보다도 광의 출사측(Z2측)에 위치하는 평탄부(136b)와, 출광면(13c)보다도 배면측(Z1측)에 위치하는 평탄부(136c)로 구성되도록 높이가 상이한 평탄부를 설치할 수도 있다. 이 경우의 출광면(13c)은, 두께 방향에서의 각 평탄부의 평균 높이로 되는 위치로 하고 있다(도 19 중의 일점쇄선 참조).
(6) 전술한 실시 형태에 있어서, 배면측 단위 광학 형상(131)은, 정상면부(134)가 높이가 서로 다른 복수의 면에 의해 계단 형상으로 형성되는 예를 나타내었지만, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 다른 형상으로 형성되도록 하여도 된다. 예를 들어, 정상면부(134)는, 하나의 평탄면으로 구성되도록 하여도 된다.
또한, 도광판(13)의 배면(13d)에는, 배면측 단위 광학 형상(131)을 형성하는 대신에, 미세한 요철 형상을 형성하도록 하여도 된다.
(7) 면 광원 장치(10)는, 대향면(13b)을 제2 입광면(13b)으로 하고, 이 면에 대향하는 위치에 광원부(12)를 더 배치하여도 된다. 이 경우, 예를 들어 배면측 단위 광학 형상(131)은, 그 배열 방향에 있어서, 입광면(13a)으로부터 도광판(13)의 중심점까지는, 전술한 실시 형태의 형상이며, 그 중심점으로부터 대향면(13b)까지는, 전술한 실시 형태의 X방향을 역회전한 형태이며, 중심점으로부터 제2 입광면(13b)까지, 비 Wb/W1이 X2측을 향함에 따라서 점차 작아지는(비 Wa/W1은 점차 커지는) 형상으로 하는 것이 바람직하다. 이때, 도광판(13)의 배면은, XZ면에 평행한 단면에 있어서, 도광 방향의 중심을 통과하고 Z 방향에 평행한 직선을 축으로 하여 대칭인 형상으로 된다.
(8) 배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 방향에서의 배열 피치 P1은, 배열 방향에 있어서, 단계적 또는 연속적으로, 변화하는 형태로 하여도 된다.
또한, 각도 α에 관해서도, 마찬가지로, 배면측 단위 광학 형상(131)의 배열 방향에 있어서, 단계적 또는 연속적으로, 변화하는 형태로 하여도 된다. 양호한 광학 성능을 얻기 위해서, 각도 α, β, 배열 피치 P1 등은 적절히 설정하여도 된다.
(9) 도광판(13)의 총 두께는, 입광면측(X1측)이 두껍고, 대향면측(X2측)으로 진행함에 따라서 점차 얇아지는 형상으로 하여도 된다.
(10) 면 광원 장치(10)는, 도광판(13)에 배면측(Z1측)으로 반사 시트(14)가 배치되는 예를 나타내었지만, 이것으로 한정하지 않고, 예를 들어 반사 시트(14)가 아니라, 예를 들어 투과형 표시 장치(1) 등의 하우징의 내측 면이며, 도광판(13)의 배면(13d)에 대면하는 면에, 광 반사성을 갖는 도료나 금속박 등을 도포 부착 또는 전사 등으로 형성하여도 된다.
(11) 면 광원 장치(10)는, 프리즘 시트(15)와 LCD 패널(11)의 사이에, 확산 작용을 갖는 광학 시트나, 각종 렌즈 형상이나 프리즘 형상이 형성된 다른 광학 시트 등을 조합 배치하여도 된다. 또한, 면 광원 장치(10)는, 프리즘 시트(15) 이외의 편향 작용을 갖는 광학 시트를 사용하여도 된다.
사용 환경이나 원하는 광학 성능에 맞춰서, 면 광원 장치(10)로서 도광판(13)과 조합해서 사용하는 각종 광학 시트 등은, 적절히 선택해서 사용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태 및 변형 형태는, 적절히 조합해서 사용할 수도 있지만, 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 발명은 이상 설명한 실시 형태 등에 의해 한정되는 일은 없다.
1: 투과형 표시 장치
10: 면 광원 장치
11: LCD 패널
12: 광원부
121: 점 광원
13: 도광판
131: 배면측 단위 광학 형상
132: 제1 경사면부
133: 제2 경사면부
134: 정상면부
134a 내지 134d: 면
135: 출광측 단위 광학 형상
135a: 오목 곡면
135b: 경사면
135c: 저부
135d: 단부 끝부
136: 평탄부
14: 반사 시트
15: 프리즘 시트
16: 광 확산 시트

Claims (9)

  1. 광이 입사하는 입광면과, 상기 입광면에 교차하여 광이 출사하는 출광면과, 상기 출광면에 대향하는 배면을 갖고, 상기 입광면으로부터 입사한 광을 도광 방향으로 도광하면서 상기 출광면으로부터 출사하는 도광판으로서,
    상기 출광면에, 출광측 단위 광학 형상이, 상기 도광 방향에 수직이며, 또한 상기 도광판의 두께 방향에 수직인 방향으로 복수 배열되고,
    상기 출광측 단위 광학 형상은,
    상기 도광 방향으로 연장되고, 상기 출광면에서 오목해진 홈 형상으로 형성되고, 그 저부가 상기 배면측으로 오목해지는 오목 곡면에 형성되어 있으며,
    그 배열 방향에서의 상기 오목 곡면의 양단부에, 상기 출광면으로부터 오목해지기 시작하는 단부 끝부로부터 상기 저부측으로 경사지는 경사면을 갖고 있으며,
    상기 출광측 단위 광학 형상의 배열 방향에서의 폭을 W21이라 했을 때,
    상기 출광면에 대한 상기 경사면의 최대 경사 각도 θ가 20°≤θ≤45°를 만족하고,
    상기 오목 곡면의 곡률 반경 r이, r≥W21/(4×sinθ)를 만족하는 것
    을 특징으로 하는, 도광판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 출광측 단위 광학 형상의 배열 방향에서의 상기 출광측 단위 광학 형상의 폭 W21에 대한 상기 오목 곡면의 폭 W22의 비율 R=W22/W21은, 50%≤R≤80%인 것을 특징으로 하는, 도광판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    인접하는 상기 출광측 단위 광학 형상 간에는, 상기 출광면에 대략 평행한 평탄부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 도광판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 평탄부는, 상기 출광측 단위 광학 형상의 배열 방향에서의 폭 치수 W23이, 0.5㎛≤W23≤2.5㎛인 것을 특징으로 하는, 도광판.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 평탄부는, 상기 출광측 단위 광학 형상의 배열 방향에서의 폭 치수 W23이, 0.5㎛≤W23≤2.0㎛인 것을 특징으로 하는, 도광판.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 평탄부의 적어도 일부는, 두께 방향에 있어서 다른 상기 평탄부와 높이가 상이한 것을 특징으로 하는, 도광판.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배면에, 배면측 단위 광학 형상이 상기 도광 방향으로 복수 배열되고,
    상기 배면측 단위 광학 형상은, 배면측에 볼록이며, 입광면측에 위치하는 제1 경사면부와, 이것에 대향해서 타방측에 위치해서 입사하는 광의 적어도 일부를 전반사하는 제2 경사면부와, 상기 제1 경사면부와 상기 제2 경사면부의 사이에 위치하는 정상면부를 갖고,
    상기 정상면부는, 상기 도광판의 배면측에 배치되는 반사 부재와 접촉하는 접촉부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 도광판.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 도광판과,
    상기 도광판의 상기 입광면에 대면하는 위치에 설치되고, 상기 입광면으로 광을 투사하는 광원부와,
    상기 도광판의 출광면측에 배치되고, 상기 도광판으로부터 출사한 광을, 그 시트면의 법선 방향 또는 법선 방향과 이루는 각도가 작아지는 방향으로 향하게 하는 편향 작용을 갖는 편향 광학 시트
    를 구비하는, 면 광원 장치.
  9. 제8항에 기재된 면 광원 장치와,
    상기 면 광원 장치에 의해 배면측으로부터 조명되는 투과형 표시부
    를 구비하는, 투과형 표시 장치.
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